Vergleich radiologischer und arthroskopischer Befunde des Ellbogengelenkes beim fragmentierten Processus coronoideus medialis ulnae (Koronoiderkrankung) des Hundes inklusive einer Interobserver-Analyse(erfahren-unerfahren)

Abstract

In der vorliegenden Studie werden 54 Ellbogen von 34 Hunden untersucht. Die häufigsten Rassen sind Berner Sennenhund, Labrador Retriever und Rottweiler. Die Tiere sind im Median 23 Monate alt, mit einem durchschnittlichen Gewicht von 36 kg.Zur Röntgenuntersuchung werden Aufnahmen in 2 Ebenen von jedem Ellbogen in hoher Qualität angefertigt. Zur Auswertung kommen je ein Röntgenbild im mediolateral gestreckten Strahlengang und eine anterioposteriore Aufnahme. Alle Röntgenaufnahmen werden von einem erfahrenen Radiologen und von einem Untersucher mit wenig Berufserfahrung ohne Kenntnis der arthroskopischen Befunde befundet. Die anschließende Untersuchung der Übereinstimmung in einzelnen Bewertungspunkten mittels Kappa-Koeffizient und Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman bringt mit wenigen Ausnahmen nur schwache bis mittlere Übereinstimmungen. Die Bewertung der osteophytären Zubildungen auf dem Processus anconaeus (Rangkorrelationskoeffizient 0,74), der osteophytären Zubildungen an der Trochlea humeri (0,63), eines definierten Osteophytenscores (0,63) und des ED-Scores nach Lang (1998) (0,58) zeigen die größte Übereinstimmung. Andere wichtige Merkmale, wie eine vermehrte Sklerosierung, eine verminderte Abgrenzbarkeit oder Dichte des Koronoids zeigen mit Kappa-Werten von -0,056 bis 0,24 nur eine schwache bis leichte Übereinstimmung. Auch wenn dies mit dem Design dieser Studie nicht eindeutig nachgewiesen werden kann, so liegen Fehlbewertungen des unerfahrenen Röntgenuntersuchers nahe, da beispielweise Fragmente, die von diesem Untersucher im Röntgen gesehen werden, von keinem der beiden Arthroskopieauswerter intraoperativ bestätigt werden können. Die Erfahrung des Auswerters der Röntgenbilder ist demnach als extrem wichtig einzustufen.Die Auswertung der Arthroskopie erfolgt mittels Video- und Fotodokumentation. Beiden Arthroskopieuntersuchern werden prae- und postoperative Übersichtsvideos ohne Kenntnis der Röntgenbefunde zur Verfügung gestellt. Folgende Gelenkanteile werden dargestellt: Gelenkfläche des Processus anconaeus, Incisura trochlearis, ggf. Processus coronoideus lateralis, Gelenkfläche Radius, Processus coronoideus medialis, mediales Seitenband, Trochlea humeri. Die Übereinstimmung beider Untersucher, die ebenfalls mit Kappa-Koeffizient und Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman untersucht wird, ist bei den meisten Merkmalen als mittel bis gut zu interpretieren. Die Methode erscheint geeignet. Die subjektiven Merkmale zur Bewertung einer evtl. vorliegenden Stufe und des Grades der arthrotischen Veränderungen im Allgemeinen zeigen mit Kappa-Werten von 0,058 und -0,038 eine schwache Übereinstimmung, was aber eher an der subjektiven Einteilung, als an der Methode der Dokumentation liegt. Weiterhin ist noch anzumerken, dass die Bewertung von Knorpelschäden an Radiuskopf, Incisura trochlearis und Koronoid mit Werten für Kappa-Koeffizient und Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman zwischen 0,11 und 0,31 deutlich schlechter als andere Merkmale abschneidet. Hier ist das Fehlen eines Palpationsbefundes in der Videodokumentation als Ursache möglich. Des Weiteren wäre das Filmen der Palpation für die Differenzierung von Fragment und Fissur in einzelnen Fällen sinnvoll. Die schlechte Übereinstimmung beim Frakturlinienverlauf nach der Einteilung nach Schawalder (1990) kann sich dadurch erklären, dass bei der postoperativen Dokumentation die Ausprägung der Läsion incl. dem Verlauf der Frakturkante aus chirurgischen Gründen größer ist, als die der eigentlich veränderten Anteile. Eine unterschiedliche Gewichtung des praeoperativen Videos gegenüber dem postoperativen durch die Untersucher kann hier zu Unterschieden führen.Aufgrund der verschiedenen Erscheinungsformen der Erkrankung in der Arthroskopie (avitaler, weicher Knochen Fissur Fragment (nicht disloziert) freies Fragment (disloziert)) erscheint der Begriff Koronoiderkrankung besser geeignet als die Bezeichnung Fragmentierter Processus coronoideus medialis ulnae.Der Vergleich zwischen Röntgen und der Arthroskopie wird über Kreuz durchgeführt, d.h. Röntgenuntersucher 1 wird mit beiden Arthroskopieuntersuchern verglichen. Gleiches gilt für Röntgenuntersucher 2. Die Interpretation der Vergleiche mit Röntgenuntersucher 2 wird jedoch nicht durchgeführt, da Fehlbewertungen wahrscheinlich sind.Im ersten Teil der Vergleiche wird das Auftreten der einzelnen Röntgenmerkmale (Osteophytäre Zubildungen, Short radius, vermehrte Sklerosierung, verminderte Dichte Koronoid, verminderte Abgrenzbarkeit Koronoid, Vorliegen Aufhellungslinie, Vorliegen Fragment) bzw. Kombinationen der Merkmale mit dem Vorliegen einer Koronoiderkrankung in der Arthroskopie, der Ausprägung der Erkrankung und dem Frakturlinienverlauf nach Schawalder (1990) verglichen. Auch wenn beim Vergleich der Röntgenmerkmale mit dem Vorliegen Koronoiderkrankung in vielen Fällen die Unabhängigkeit mit dem exakten Test nach Fisher nicht widerlegt werden kann, was wahrscheinlich im Studiendesign begründet ist, so ist (mit Ausnahme des Merkmals Short radius und dessen Kombinationen) bei Vorliegen des Röntgenmerkmals das Vorhandensein der Erkrankung laut des Tests auf Symmetrie nach McNemar wahrscheinlicher. Die Merkmale vermehrte Sklerosierung , verminderte Dichte und verminderte Abgrenzbarkeit des Koronoids zeigen mit Kappa-Werten von 0,25-0,35 die beste Korrelation. Desweiteren ist bei Vorliegen jedes einzelnen Merkmals, bzw. Kombination laut Wilcoxon-Mann-Whitney-Test die Ausprägung der Koronoiderkrankung stärker, als wenn es nicht vorliegt. Ein Zusammenhang zwischen dem Vorliegen von Röntgenmerkmalen und dem Frakturlinienverlauf nach Schawalder kann nicht gezeigt werden, was bei Darstellung eines dreidimensionalen Gelenkes und Frakturlinien auf einem zweidimensionalen Röntgenbild auch nicht zu erwarten ist. Die Irrtumswahrscheinlichkeiten des Tests von Fisher für 2 x k-Tafeln zeigen mit wenigen Ausnahmen keine signifikanten Werte.Im zweiten Teil des Vergleiches Röntgen-Arthroskopie werden die Röntgenwerte Osteophytenscore , ED-Score und Anzahl gemeinsam vorliegender Röntgenmerkmale mit den Arthroskopievariablen Anzahl der Stellen mit Knorpelerosionen , Arthrotische Veränderungen , Grad der Synovialitis , dem Ausprägungsgrad der Erkrankung und dem Frakturlinienverlauf nach Schawalder mittels Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman verglichen. Der Vergleich zwischen Osteophytenscore und der Anzahl der Stellen mit Knorpelerosionen zeigt für den erfahrenen Röntgenuntersucher eine mittlere Korrelation mit Werten von 0,57 und 0,58. Bei den Vergleichen des ED-Scores mit der Anzahl der Stellen mit Knorpelerosionen (0,51 / 0,53) und dem Ausprägungsgrad der Erkrankung (0,52 / 0,61) ergeben sich ebenfalls eine mittlere Korrelationen. Vergleicht man die Anzahl gemeinsam vorliegender Röntgenmerkmale, die für eine Koronoiderkrankung sprechen, mit der Erkrankungsausprägung, so kann man auch hier eine mittlere Korrelation feststellen (Werte Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman 0,49 und 0,60). Die Korrelationen der Röntgenvariablen mit den subjektiven Merkmalen der arthrotischen Veränderungen und der Synovialitis sind, begründet wahrscheinlich in der Subjektivität, schlecht. Eine Rückschluß auf den Verlauf der Frakturlinie anhand der Werte es ED-Scores oder der Anzahl der vorliegenden Röntgenmerkmale ist nicht möglich.Im dritten Teil der Vergleichuntersuchung wird eine logistische Regression zwischen den Röntgenmerkmale ED-Score und Anzahl gemeinsam vorliegender Röntgenmerkmale und der Arthroskopievariable des Vorliegens einer Koronoiderkrankung durchgeführt. Jedoch kann in keinem Fall ein statistisch nachweisbarer Zusammenhang belegt werden. Somit kann auch keine Aussage getroffen werden, bei welchem Wert der Röntgenvariablen mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Koronoiderkrankung vorliegt, was gerade bei der Entscheidungsfindung für ein weiteres chirurgisches Vorgehen hilfreich wäre.Schließlich muss noch bemerkt werden, dass die mathematischen Auswertungen durch das Fehlen einer Kontrollgruppe erschwert werden. Das Einführen einer solchen Kontrollgruppe ist allerdings bei einer invasiven Untersuchungsmethode, wie der Arthroskopie, für gesunde Tiere mit dem Tierschutz nicht vereinbar. Eine höhere Fallzahl wäre ebenfalls wünschenswert. In the following study 54 elbows of 34 dogs were examined. Breeds which appeared most are Bernese Mountain Dogs, Labrador Retrievers and Rottweilers. The median age is 23 months, with an average weight of 36 kg. High quality radiographs are taken in two planes of each elbow, one in neutral mediolateral, one in craniocaudal positioning. All X-rays are judged by an expierenced radiologist and by an examiner with little veterinary experience. Judgement is made without knowledge of the arthroscopic results. Interobserver consensus is calculated using the Kappa-coefficient and Spearmans rank correlation coefficient. Both coefficients only show a weak to moderate level of agreement. The rating of osteophytes on the anconeal process (Spearmans rank correlation coefficient = 0.74), of osteophytes at the trochlea humeri (0.63), of a defined osteophyte-score (0.63) and the ED-Score from Lang (1998) (0.58) show the highest level of agreement. Other important characteristics like increased sklerosis, decreased outline or density of the medial coronoid process show a Kappa-coefficient -0.056 to 0.24, which has to be interpreted as a weak to slight level of consensus. Although it cannot be said clearly because of the study design, wrong interpretations by the inexperienced radiologist are likely. For example, fragments which are seen by the inexperienced radiologist on the X-rays cannot be found in arthroscopy by both examiners. Experience is extremely important for judging radiographs in the case of medial coronoid disease.The evaluation of the arthroscopy is done via video or photographic documentation. Videos made pre- and post-surgery are given to both investigators of the arthroscopy (experienced and inexperienced) without knowledge of the radiographic findings. Following parts of the joints are shown: joint surface of the anconael process, incisura trochlearis, lateral coronoid process, joint surface of the radius, medial coronoid process, medial collateral ligament, and trochlea humeri. The consensus of both examiners, also calculated with Kappa-coefficient and Spearmans rank correlation coefficient, is moderate to good for most criteria. The method seems to be suitable. Characteristics which are subjective to judge like an intraarticular step or the degree of arthrotical changes in general only show a weak level of consensus with Kappa-coefficients of 0.058 and -0.038. This is most likely due to the subjective classification than a problem concerning the method of documentation. Further, it must be noted that the judgement of cartilage damage on the radial head, the incisura trochlearis and the medial coronoid process show a lower level of agreement than the other variables. The values for Kappa-coefficient and Spearmans rank correlation coefficient are from 0.11 to 0.31. The reason might be the lack of palpation findings in the videodocumentation. Filming of the palpation during surgery can improve the situation, which is also helpful to determine wether a fragment or a fissure. The low level of agreement concerning the course of fracture line based on the classification of Schawalder (1990) could be due to the fact that the appearance of the lesion can change during surgery since the surgeon has to make smooth edges. The judgement might differ depending on wether the video pre- or post-surgery is used.Due to the different forms of appearance of the disease (avital, dead bone fissure fragment (not dislocated) free fragment (dislocated)) the term coronoid disease seems to be more appropriate than the term fragmented coronoid process.The comparison between radiology and arthroscopy is made crosswise. That means that radiological examiner 1 is compared with both arthroscopical investigators. The same is done for radiological examiner 2. An interpretation of the comparisons with radiological examiner 2 is not made due to mistakes he assumedly made as discussed above.In the first part of the comparison, the appearance of single radiological criteria (osteophytes, short radius, increased sclerosis, decreased density of the coronoid, decreased outline of the coronoid, existence of a line of radiographic lucency, existence of a fragment) or a combination of criteria is compared to the existence of a medial coronoid disease in arthroscopy, the occurrence of the disease and the course of fracture line according to Schawalder (1990). The fishers exact test does not show a level of significance in many cases of the comparison between the radiological variables and the appearence of the disease and so independence cannot be outlined. This is probably due to the study design. Although fishers exact test does not show a level of significance, the arthroscopic occurrence of the disease is more likely when the radiological criterion is present (except the variable short radius) compared to the case without radiological changes. Calculations are made with the McNemar test. The criteria increased sclerosis, decreased density of the coronoid, decreased outline of the coronoid show, with values of the Kappa-coefficient from 0.25-0.35, the best correlation between radiological signs and appearance of the disease. If radiological signs or combination of signs is found in the X-rays, the degree of medial coronoid disease is stronger than without the appearance of radiological changes (Wilcoxon-Mann-Whitney-test). A relation between radiological signs and the course of fracture line according to Schawalder (1990) cannot be shown. This was not expected because a three-dimensional joint and fracture lines cannot be shown in a two-dimensional radiological picture. Nearly all p-values of the Fishers test for 2xk tables show no significance. In the second part of the comparison X-ray arthroscopy, that is the radiological measurements osteophyt-score , ED-Score and number of simultanously appearing radiological signs are compared with the arthroscopy measurements, number of areas with cartilage erosions , arthrotical changes , degree of synovialitis , degree of the disease and the course of the fracture line according to Schawalder using Spearmans rank correlation coefficient. The comparison between osteophyt-score and the number of areas with cartilage erosions shows a moderate correlation for the experienced radiological examiner with values of 0.57 and 0.58. A moderate correlation can also be found in the comparison of the ED-Score with the number of areas with cartilage erosions (0.51 / 0.53) and the degree of the disease (0.52 / 0.61). Comparing the number of simultaneously appearing radiological signs with the degree of the disease a moderate correlation can be found as well (values Spearmans rank correlation coefficient 0.49 and 0.60). Correlations with the subjective variables arthrotical changes , degree of synovialitis are weak due to the subjectivity. A statistical inference from ED-Score or number of simultaneously appearing radiological signs to the course of the fracture line in arthroscopy cannot be made.In part three of the comparison, a logistic regression is made between the radiological criteria ED-Score and number of simultaneously appearing radiological signs and the arthroscopical existence of the disease. In none of the cases can a statistically significant correlation be documented. Therefore, a statement at which value of the X-ray variables a medial coronoid process disease will appear with which probability cannot be given. This would have been a good assistance for deciding the next steps in diagnostic or surgical procedures in affected dogs.Finally has to be said that the mathematical examinations are complicated by the lack of a control group. A control group simply cannot be established for an invasive procedure like the arthroscopy for ethical reasons. A higher number of cases would also have been desirable.